森林伐採が進む原因の一つには農地開発があるのでは？どうしたらいいのか？

ニックネーム：大山けつし
森林伐採が進む原因の一つには農地開発があるのでは？どうしたらいいのか？

アマゾンを空から眺めると本当に怖くなってしまいます。作られた道から横にどんどんと森林が燃やされて、農地に変えられておりました。人口がますます増大する中で、一定の面積の中で十分な生産をあげる重要性はますます大きくなるはずです。手っ取り早く収量をあげるのであれば、森林が年月をかけて獲得した養分を焼き払って土壌に戻してそれを作物の生産に利用するのは簡単な方法です。しかしながら、それでは森林が失われてしまいます。それでは一定の面積の中で生産性を高めるにはどうやって？肥料、農薬をしっかり投入した集約的な農業が重要でしょう。例えば有機農業はどうでしょうか？問題は有機肥料を作成するのに必要な土地は？有機肥料はゆっくりと効能を発揮しますので、十分な収量をあげるためには多くの有機肥料を投入しなければいけません。それが逆に過剰な養分の投入になるのでは？
本当の事を言うと自分にも本当に正しい道が何なのかはまだ分かりません。でも、自分が信じていることはあります。決して飢餓で死んで行く人をそのまま見過ごす事はしないということです。環境に影響を及ぼすことが分かっているのであれば、それを最小限に抑制するような新しい技術を開発するのが研究者の役目でしょう。

地力回復のために大豆などの豆科植物を育てる事は？

ニックネーム：
地力回復のために大豆などの豆科植物を育てる事は？

昔（自分が子供の頃ですから３５−４０年前）は冬の田んぼにはレンゲが植わっていました。このレンゲは春には土にすき込まれました。このようなマメ科植物の使い方は、確かに地力を高めることにつながっておりました。さて、では大豆ではどうでしょう。種子はもちろん食用です。大豆は吸収した窒素の７−８割を種子に移します。そのため、土壌と大気から獲得した窒素のほとんどは種子にあるわけです。大気中から獲得する窒素は全体の窒素の一部でしかないわけで、そのため大豆の栽培は必ずしも地力の回復にはなりません．実はこのことを勘違いしている大学の先生もおられて、大豆を植えれば他の植物に役に立つんだと公言する先生もおられます。
　大豆がなんで窒素固定をするのでしょうか？他の植物のために窒素を大気から獲得するのでしょうか？地力の回復のため？いえいえ、大豆は自分が窒素が欲しいんです。それも大量に。そのために、わざわざ苦労して微生物を囲い込んで、光合成産物を与えて窒素を獲得しているのです。そんなふうに考えると、大豆を栽培して種子を取り去れば地力が低下するのも分からないでも無いです。

農薬にはどんな悪い点があるのか？

ニックネーム：工藤
農薬にはどんな悪い点があるのか？

使用方法、使用量を間違うと健康にたいしての影響や、目的以外の生物に対しての影響があることが考えられます。基本的には生体外異物であるために何らかの影響が生じる事は予想されます。過去においてはその成分がもたらす影響が十分に明らかにされておらず、年月が経ってから使用が制限されるようになった農薬はあります。有機リン剤もそうですし、地球環境への影響が大きいとして臭化メチルも禁止されました。そのようなことを考えると、今利用している農薬が将来的にも安全であると１００％宣言することは出来ないと思います。
そうは言っても、天然物だから安全だというわけではありません。タバコの葉を利用した防除法もありますが、あれはニコチンです。私たちが通常口にする食品にも、天然物であるがために許可されており、例えばその成分を添加物として加える事は許されないという例もあります。さらに忘れてはいけないのは、農薬の良い点もあるということです。
１９世紀にアイルランドでジャガイモに疫病という病気が三年間にわたって発生して人口の１０％が飢餓あるいは飢餓に関連した病気で死亡し、１５％が移住したということがあります。そんなことを繰り返す訳にはいかないですよね。総合的に是非考えて行きたいです。

根粒の仕組みはいつ解明されたのか？

ニックネーム：A
根粒の仕組みはいつ解明されたのか？
根粒が根粒菌によって形成される植物の組織だと分かったのは、１９世紀末のDr. Martinus Willem Beijerinckによって見いだされました。彼は博士論文でこの根粒菌が昆虫によって形成されるという確信のもとに研究を続けたのですが、そのときには昆虫が見つからなかったという結論で終わりました。しかし、研究をあきらめず、その10年後（１８８８年）についに根粒菌が根粒を形成するということを発見しました。
　でも、いまだに研究は続いております。植物と微生物の相互関係を解明するのにもっとも適した実験系だからでしょう。特にシグナル伝達（どうやって微生物から植物に情報が、その逆も、さらに植物の組織の中での伝達機構も）の研究が現在着目されております。

根粒菌が植物にくっついたときになぜ鞭毛が無くなるのか？

植物の皮層の中に入り込んで、バクテロイドという特殊な菌の集まりを形成します。このバクテロイドでは根粒菌は細胞壁を失い、鞭毛も失います。
生きて行く為に最も効率よくするためなのかも知れません。というと何となくうなずけるのですが、そんなに簡単に生育環境に合わせ形態を変えるなんてちょっと不思議です。

微生物の名前はどんなのがあるのか？

ニックネーム：石田
微生物の名前はどんなのがあるのか？
本当に沢山有ります。
有名な所だとEscherichia coli：大腸菌、O157はこの一つの種類です。
といった細菌から、カビ、ウイルス。微生物の定義にもよりますがプランクトンなども含めることもあります。
変な名前だとプルセラ菌なんてのもいます。

根粒菌の窒素以外の養分との関連性はあるのか？

ニックネーム：

根粒菌の窒素以外の養分との関連性はあるのか？

根粒菌そのものの作用としては窒素ガスの大気からの取り込みとアンモニアを経由したアマイド（窒素化合物の一つです）の植物への供給です。その意味ではその他の植物の必須養分が根粒菌によって吸収されたりということはありません。
　無機養分ではないのですが、最近の報告で植物が根粒菌にアミノ酸代謝の一部を行なわせているらしいという研究があります。窒素固定をさせるだけではなく、もっと活用してやろうということですね。

微生物の数の数え方は？

ニックネーム：諸岡深
微生物の数の数え方は？
いくつか方法があります。古典的な方法ですと寒天プレートの上に薄めた溶液を広げて、しばらく培養した後に生じてくるコロニーの数を計測するという方法です。簡便な手法なのですが、自然界には培養がきわめて困難な微生物が大半を占めています。ちなみに土壌微生物の場合は９９％が難培養性微生物と言われています。顕微鏡下で微生物を一つずつ数える手法や、フローサイトメトリーという機械と組み合わせて計測する手法もあります。

普通に窒素化合物の肥料を与えるのはどうして土地に良くないのですか？

ニックネーム：
普通に窒素化合物の肥料を与えるのはどうして土地に良くないのですか？
一番大きな問題として考えなければいけないのは生態系にたいしての影響でしょう。耕地ではない生態系において窒素という化合物はそんなに大量にあるわけではありません。限られた資源を様々な生物が競合し合う関係の中で多様な生物が棲息しています。もし、耕地に与えられた窒素が作物が吸収しきれずに周辺生態系に流れ出したらどうなるでしょうか。当然、それまでの生態系は簡単に崩壊してしまいます。そのような観点から過剰な投与はさけるべきです。
また、耕地から地下水などに流れ出た窒素ー特に硝酸ーは健康に対しても悪影響を及ぼすと指摘されてきました。最近の研究では硝酸そのものは人間に対してはほとんど害作用は無く、問題となるのは不衛生な管理で発生した大量の亜硝酸が健康に害があるということが示されています。ただし、牛のように酸性度が低い胃を持つ反芻動物では硝酸そのものが胃で亜硝酸にされる可能性があるために硝酸そのものの問題もあります。
　また、あらかじめいただいた質問にもありましたが、土壌中の窒素の一部は微生物の作用で温暖化ガスになる事も知られています。これらの観点からきちんと窒素を管理する重要性は大きいです。
　有機肥料を与えれば良いという物でもありません。有機肥料の肥料としての効能はゆっくりと栄養成分が植物に供給される事であり、植物に十分な成長をさせるためには、大量の有機肥料を投入する必要があります。これまでの研究報告では有機肥料の作用の主要因は窒素であると考えられており（品質面から別のアプローチの研究の行ってはいますが）、有機肥料を与えれば環境や健康に影響が無いということはありません。総合的に考える必要があるのではないでしょうか。

窒素はどのように植物の成長を活性化するのか

ニックネーム：菊池大貴
窒素はどのように植物の成長を活性化するのか？
窒素は植物の体内ではタンパク質を主に構成します。タンパク質にはいくつもの役割がありますが、一つには酵素があります。様々な植物体内での物質代謝を仲介する役目を持っており、酵素の働きによって植物の成長が支えられているといっても過言ではありません。

根粒の中の微生物の種類や数は決まっているのか？

ニックネーム：澁川哲
根粒の中の微生物の種類や数は決まっているのか？
良い質問です。根粒菌としてまとめて話をしましたが、根粒菌の中にもたくさん種類がありますし、さらに株れべるになると人間の個人個人で違うようにまた異なっています。例えば窒素固定能の事のみを考えても、窒素固定能が高い株もあれば低い株もおります。さらに窒素固定能を全く持っていない根粒菌もいます。これらの根粒菌が根の中に入ろうとして切磋琢磨しています。実際に複数の根粒菌が一つの根粒に存在している事も知られています。同じ植物の根で根粒毎に根粒菌の株が異なることは当たり前のことです。植物はこのように異なる能力を持っている根粒菌（根粒）に対して、その生育を制限する事で制御を加えているということも最近分かってきた事です。
もっと大きな根粒菌の種という意味においては、マメ科の種類と根粒菌の種類はかなり限定的な関係にあることが知られています。特定の化合物レベルで制御がなされているようです。

どうして植物の実験をしはじめたのか？

ニックネーム：T.S
どうして植物の実験をしはじめたのか？
植物が好きだというのが大きな理由です。でも、色々悩みました。 今の研究室に進む事を決めるときも、実は微生物工学という今は分子生物学と名前を変えた研究室に進む事もギリギリまで悩んでいました。 もっと以前は農業の勉強をして、外交官になりたいとか、国連職員になりたいとか思っていました。青年海外協力隊も考えた事もあります。でもそんなときに自分が研究室に入ったときの教授からお前らにそんなことをやるために勉強を教えているつもりはないと言われました。もっと植物の生産などに関わる根源的なことを追求しろということでした。人に言われた事を伝えるのではなく、自分の手を動かして見つけることが大切なんだと。今でもまだまだだと反省ばかりですが。

農業の重要性

ニックネーム：ジョン
今までは農業にまったく感心がなかったが、今日の話を聞き、とても興味がわきました。
農学部だからといって農家になる勉強をする訳ではありません。農業というのは人間の生活の根幹に関わる本当に大切な学問であり、技術です。新しい農業技術のみならず、農産物の持つ機能的な役割（健康、医療との関連性もあります）、地球環境との関連などと様々な研究を農業をキーワードにして頑張っているところが農学部だと思ってください。とても大切な学問ですし、これからもますますその重要性が高まる学問領域です。

窒素以外の養分を獲得するのに役立つ微生物はいるのか？

ニックネーム：鎌田洋彰
窒素以外の養分を獲得するのに役立つ微生物はいるのか？
有名な微生物ですと菌根菌というカビの仲間がいます。およそ陸上植物の８０％以上の種類がこの菌根菌のお世話になっていると考えられています。この菌根菌は根毛よりも細い菌糸を土の中に伸ばしていき、土の中にあるリン酸をかき集める能力を持っています。根粒菌では窒素が多くあるとその着生が抑制されますが、その場合と同じようにリンが十分にある状態だと植物への感染は著しく低下します。そのため特に荒廃地などでこの菌根菌の役割が大きいと考えられます。

植物が育つのに必要な窒素以外の養分は？

ニックネーム：鎌田洋彰
植物が育つのに必要な窒素以外の養分は？
多量元素としては炭素、 水素、 酸素、窒素、カリウム、カルシウム、マグネシウム、リン、イオウの９元素、微量元素としてはモリブデン、銅、亜鉛、マンガン、鉄、ホウ素、塩素の７元素。ニッケルを必須微量元素に加える場合もある。
これらは必須元素であり、その他にも有用元素としてケイ素、ナトリウム、コバルト、セレン、アルミニウムがあり、これらの有用元素はすべての植物ではないがいくつかの植物で生育に有効に作用する例が知られる物です。

植物を育てるにはやはり農薬を使った方が良いのか？

ニックネーム：成田太亮
植物を育てるにはやはり農薬を使った方が良いのか？
農薬をやみくもに使うべきではないと思います。ただし、総合防除というきちんとした考え方で、経済的に許容される範囲で（つまり根絶するというスタンスではない）、環境や人間などの他の生物に対する影響も考慮した農薬の利用方法というものが出来ております。これを遵守して行う農業はしっかりしたものです。農薬を利用しないときにどのように病害虫を防除するのか？木酢液？タバコの葉の抽出液？収量を考えずに、少ない生産のときにはその分高く販売して、というスタンスの農業は今の時代に本当に必要なのでしょうか？世界の人口が安定して、環境問題も解決した時代になればとても魅力的ですが。授業でも指摘したように今、農学の研究者のみならず皆さんに考えていただきたいのは地球レベルの考え方です。なんとか９０億人の世界を無事に過ごしたい物です。そのときに農薬を頭ごなしに否定する農業は果たして選択しに入るのか？
　アイルランドのジャガイモ飢饉という古い話があります。ジャガイモベト病が大発生し、とうじアイルランドの主食であったために大規模は飢餓が３年間にわたって発生しました。人口の１０％程度（１００万人）が飢餓あるいは飢餓に関連した病気で志望し、１５％が移住（主にアメリカ）したという記録が残っています。こんなことを繰り返す訳には行かないのです。

一言で”農業の魅力”とは何ですか？

ニックネーム：Kx２
一言で”農業の魅力”とは何ですか？
命

根粒はなぜマメにしかないのですか？

ニックネーム：無名、ブー
根粒はなぜマメにしかないのですか？
授業では紹介しませんでしたが、マメの中にも根粒をつけないものもおります。また、マメ以外の植物でも根粒をつけるハンノキ、グミなどもおります。しかしながらマメの根粒着生は進化的に比較的新しい出来事だと考えられています。生態系の中で窒素が制限要因になっている場所も多くあり（畑の事ではないですよ）、そのような環境で他の植物種との競合に打ち勝つ一つの手段としてマメ科が開発した能力だと思います。ちなみに、畑に沢山窒素肥料を散布すれば根粒は激減します。マメ科と根粒菌の相互関係で根粒はできます。今の通説では、まずマメ科植物の根から分泌されているフラボノイド類に土の中の根粒菌が誘引されます。続いて根粒菌の体内に入ったフラボノイドがシグナルとなって、根粒菌からNod因子という多糖類の化合物が分泌されます。このNod因子がマメ科植物の根毛に作用するとカーリングといって、グルと丸くなって行きます。このカーリングした所に根粒菌が集まり、続いて、根毛の先端から根の皮層細胞まで感染糸という管が形成されます。この管を通って根粒菌は根の中に入って行きます。根の中に入った根粒菌は植物ホルモンの一種を分泌し、これが瘤状の組織を作り、根粒菌のすみかとなって行きます。このような複雑な過程が必要なために、そうは簡単に他の植物には根粒が形成されないのかもしれません。

植物の生長を考える事でどれくらい食糧生産を解決できるのでしょうか？

ニックネーム：ET
植物の生長を考える事でどれくらい食糧生産を解決できるのでしょうか？
食糧生産を考える上で大切なのは生産量と安定生産です。もちろんこれに安全性も指摘されるようになってきました。安全性のことを今考えないでおきます。食糧になるのは植物の一部ですよね。植物全体の重さの中で食糧になる部分（収穫物）の重さの割合を収穫指数と呼びますが、長い品種の育成の中でこの収穫指数を高める事と、植物体全体の重さを高める事の両面の研究がなされてきました。ただし、一本の植物体全体の重さを高めても、ある一定の面積の畑全体での植物体全体の重さが増えなければ意味がありません。むりやり大きくしてしまうとヒョロヒョロの植物体になってしまい、簡単に倒伏してしまって収穫が全然出来なくなってしまうという問題もあります。そのため、過去において画期的な品種育成ということで注目されるのはむしろ収穫指数を高めるという技術でした。植物体の大きさを制限して、収穫部位への光合成産物などの流れを高めるという方向性で成功した例が沢山あります。過去にはこの方法でノーベル賞を取った研究者もおります。
　ただ、太陽エネルギーのほんのわずかしか植物は利用できていません。植物の持つ光合成の能力や物質蓄積の仕組みがもっともっと明らかになってくれば新しい品種育成の方向性が出てくるかもしれません。

干ばつした土にも微生物はいますか？

ニックネーム：ようこ
干ばつした土にも微生物はいますか？
います。でも非常に乾燥が進んだ土では微生物の活動度は低いと考えられます。でも微生物たちの中には乾燥にも強い胞子を形成して子孫を残している微生物も多く存在しており、何年も耐え抜く事が可能な事が知られています。昔、アポロ計画で微生物が宇宙空間で生存可能かどうかの試験が行われたと思いました（これもちゃんと調べた訳ではないのですが）。結構生き残ったという話を聞いた覚えがあります。空気中にも沢山浮遊しているし（アメリカではアフリカから偏西風に乗って飛んでくる土壌粒子中のウイルスの分析をしている大型な研究もあります）、微生物は強しです。

砂漠で植物を育てる事は可能ですか？

ニックネーム：ようこ
砂漠で植物を育てる事は可能ですか？
水を与える事がきちんと出来れば砂漠でも植物を育てる事は可能ですし、実際に中東の産油国の中には海水を淡水化してドリップ灌漑（点滴灌漑とも呼びます。点滴のようにポタポタと養分入りの水を植物の根の周りに供給する事で水の使用量を大幅に節約する技術です。イスラエルで最も技術が進んでいるそうです）を行っている農業もあります。砂漠自体は比較的肥沃度も高いということを聞いております（ちょっと詳細なデータは知りません）。

根毛が無い植物はいますか？

ニックネーム：ようこ
根毛が無い植物はいますか？
います。身近な植物ですとネギ、タマネギが良い例です。根毛が少なくても環境に適応する能力を発展させてきたのだと思いますが、その詳細はまだまだ十分に解明されているとは言えないのかなと思います。実際の農業場面ではタマネギへの施肥量が著しく多い事が知られており、これが環境に対して影響を与えていることが考えられております。タマネギ栽培は北海道でも盛んです。肥料からの温暖化ガスの発生に関する研究事例はこの北海道のタマネギ畑の観察から明らかになった研究も多くあるそうです。

続いてプロフェッサービジット in 弘前です。

弘前高校で１１月２日に開催したプロフェッサービジットでいただいた質問への回答をこちらで行います。